西伯利亚永久冻土层中的甲烷“厨房”形成的土丘可能会喷发，形成巨大的陨石坑

研究人员表示，永久冻土中开放和封闭“系统”中甲烷和其他液体的积聚可以解释为什么奇怪的冰丘有时会喷发形成巨大的火山口。

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遍布西伯利亚的神秘“霜丘”有时会破裂形成巨大的陨石坑，而现在，科学家们距离发现这些奇怪的驼峰突然出现的原因又近了一步。

霜丘是永久冻土区域，随着液体在地表下积聚而隆起。根据俄罗斯科学院西伯利亚分院 (SBRAS) 正在进行的研究，两种不同的“系统”可能导致这种膨胀：开放和封闭。在开放系统中，永久冻土层下的水和气体会四处移动并通过裂缝泄漏到地表。但在封闭系统中，水和气体被困在膨胀的口袋中，从而对永久冻土层施加越来越大的压力。

这个开放系统类似于研究人员今年早些时候提出的想法。在 1 月 12 日发表于 EarthArXiv 数据库的预印本评论中，科学家们认为，天然气在基岩和上覆永久冻土层之间移动会导致地下融化。这种融化在永久冻土中形成了可以积聚液体的口袋，但这些口袋并没有与下方或地表的气体完全密封。随着越来越多的气体流入，这些气泡不断增大，导致更多的融化和压力上升，从而导致地面膨胀。

这种气体主要是产热甲烷，当有机物升温时，它可能作为副产品不断形成。 “我们称其为厨房（那里），因为它有点像做饭，而且会产生气体，”Helge Hellevang，挪威奥斯陆大学环境地球科学教授，也是该书的主要作者。预印本评论告诉《生活科学》。

在封闭系统中，气体和水来自基岩深处。 SBRAS 研究人员表示，液体上升并在永久冻土内形成一个口袋，“四周都被冻结的岩石包围”，因此不会泄漏。

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海勒旺说，尽管开放系统和封闭系统之间存在区别，但随着永久冻土的演变，没有什么可以阻止其中一种系统演变成另一种系统。他说，一个开放的系统甚至可能需要变得封闭才能形成陨石坑。

科学家们仍然不确定气体是如何积聚形成霜丘的，但他们知道这些霜丘会自发破裂，并在永久冻土上打开巨大的洞。亚马尔陨石坑就是一个例子，其宽约 65 英尺（20 米），深 165 英尺（50 m）。 2014 年，一名直升机飞行员在距俄罗斯北部亚马尔半岛博瓦年科沃气田 26 英里（42 公里）处发现了这个陨石坑。此后，科学家们在亚马尔半岛和邻近的吉丹半岛上又记录了七个这样的巨型陨石坑。

SBRAS 的研究人员表示，霜丘“爆炸”形成了陨石坑，但 Hellevang 不同意。爆炸需要火源，例如高热或电力，但“在零度以下的温度下很难点燃气体，”他说。 “这更像是一次喷发而不是爆炸。”

海勒旺说，开放系统可能会产生喷发所需的压力，但这需要系统中的气体流速非常低。他说，封闭的系统更有可能引发火山喷发，因为它们会立即产生更大的压力。

海勒旺说，随着气温上升和永久冻土融化，这两个系统喷发的风险可能会增加。 “气候变化通过顶部的融化正在削弱地表，”他说。在某些时候，永久冻土层会变得非常薄，无法承受下面气体的压力，这可能会引发火山喷发。

突然的天然气喷发对亚马尔半岛和格丹半岛的居民以及天然气管道等基础设施构成风险。海勒旺说，另一个大问题是“如果永久冻土是所有大量甲烷的盖子......那么这些陨石坑将来也可能成为更多甲烷泄漏的途径。”他说，这可能会引发更严重的变暖。